📜  离散数学布尔代数

📅  最后修改于: 2020-12-23 01:15:40             🧑  作者: Mango

布尔代数:

互补的分布格称为布尔代数。它由(B,∧,∨,',0,1)表示,其中B是一个集合,在该集合上定义了两个二进制运算∧(*)和∨(+)和一元运算(补码)。这里0和1是B的两个不同元素。

由于(B,∧,∨)是互补的分布格,因此B的每个元素都有唯一的互补。

布尔代数的属性:

1.交换性质:

(i)a + b = b + a
(ii)a="" *="" a<="" b="b" p="">

2.分布特性

(i)a +(b * c)=(a + b)*(a + c)
(ii)a="" *="" *(b="" +="" b)+(a="" c)="(a" c)<="" p="">

3.身份属性

(i)a + 0 = a
(ii)*="" 1="a

4.补充法律:

(i)a + a'= 1
(ii)a="" *="" a'="0

子代数:

考虑一个布尔代数(B,*,+,',0,1)并让A⊆B。然后(A,*,+,',0,1)称为的子代数或子布尔代数如果A本身是布尔代数,则B,即A包含元素0和1,并在*,+和'操作下关闭。

示例:考虑布尔代数D 70,其Hasse图如图所示:

显然,A = {1,7,10,70}和B = {1,2,35,70}是D 70的子代数。由于操作operation,∧和'都关闭了A和B。

注意:布尔代数的子集可以是布尔代数,但是它可能是子代数,也可能不是子代数,因为它可能不会关闭B上的运算。

同构布尔代数:

两个布尔代数B和B 1被称为同构,如果有一个一一对应F:B⟶B1其保留了三个操作+,*和'的任何元件A,B在乙即
f(a + b)= f(a)+ f(b)
f(a * b)= f(a)* f(b)和f(a')= f(a)'。

示例:以下是两个不同的布尔代数,其中两个元素是同构的。

1.第一个是布尔代数,它是根据⊆(集合包含)下的幂集P(S)得出的,即,令S = {a},然后让B = {P(S),∪,∩,' }是一个布尔代数,具有两个元素P(S)= {},{a}}。

2.第二个是布尔代数{B,∨,∧,'},具有两个元素1和p(其中p是素数),在运算除法后,即B = {1,p}。因此,我们有1∧p = 1和1∨p = p以及1'= p和p'= 1。

该表显示了布尔代数(B,*,+,',0,1)的所有基本属性,其中任何元素a,b,c都属于B.B的最大和最小元素分别由1和0表示。

1. a≤biff a + b = b 2. a≤biff a * b = a
3.等幂定律4.交换性
(i)a + b = a(i)a + b = b + a
(ii)a * a = a(ii)a * b = b * a
5.关联属性6.吸收定律
(i)a +(b + c)=(a + b)+ c(i)a +(a * b)= a
(ii)a *(b * c)=(a * b)* c(ii)a *(a + b)= a
7.身份法8.空法
(i)a + 0 = a(i)a * 0 = 0
(ii)a * 1 = a(ii)a + 1 = 1
9.分配法10.补充法
(i)a *(b + c)=(a * b)+(a * c)(i)0'= 1
(ii)a +(b * c)=(a + b)*(a + c)(ii)1'= 0
(iii)a + a'= 1
(iv)a * a'= 0
11.内卷法12.摩根定律
(a')'= a(i)(a * b)'=(a'+ b')
(ii)(a + b)'=(a'* b')

注意:1.对于每个a∈B,0≤a≤1。2.每个元素b具有唯一补码b'。

布尔函数:

考虑布尔代数(B,∨,∧,',0,1)。如果n个变量的布尔表达式可以指定,则从A''到A的函数称为布尔函数。

对于二值布尔代数,从[0,1] n到[0,1]的任何函数都是布尔函数。

示例1:该表显示了从{0,1} 3到{0,1}的函数f

(x, y, z) f
(0, 0, 0) 0
(0, 0, 1) 0
(0, 1, 0) 1
(0, 1, 1) 0
(1, 0, 0) 1
(1, 0, 1) 1
(1, 1, 0) 0
(1, 1, 1) 1

示例2 该表显示了从{0,1,2,3} 2到{0,1,2,3}的函数f。

(x, y) f
(0, 0) 1
(0, 1) 0
(0, 2) 0
(0, 3) 3
(1, 0) 1
(1, 1) 1
(1, 2) 0
(1, 3) 3
(2, 0) 2
(2, 1) 0
(2, 2) 1
(2, 3) 1
(3, 0) 3
(3, 1) 0
(3, 2) 0
(3, 3) 2

注意:可以始终以表格形式描述函数。表达函数的另一种方法是通过表达式指定函数。


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